基本信息
- 項目名稱：
- 載N、S TiO2分子篩光催化降解亞甲基藍的研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本文探討了光催化的反應機理，討論了影響TiO2光催化反應活性的因素，據(jù)此為了提高TiO2 的光催化性能，采用溶膠-凝膠法合成了以丙三醇為模板劑，以不同方式摻雜了S、N 的TiO2分子篩。
- 詳細介紹：
- 本文探討了光催化的反應機理，討論了影響TiO2光催化反應活性的因素，據(jù)此為了提高TiO2 的光催化性能，采用溶膠-凝膠法合成了以丙三醇為模板劑，以不同方式摻雜了S、N 的TiO2分子篩。用亞甲基藍溶液模擬污水，用鹵鎢燈模擬陽光，根據(jù)樣品對亞甲基藍溶液的降解率來研究摻雜后的TiO2的可見光光催化活性。結(jié)果表明，不同制備方法得到的改性后的TiO2均表現(xiàn)出可見光光催化活性，其中以N和S同時摻雜所得樣品催化效果最好，180分鐘降解率達到75％。并且改性后的TiO2具有更好的沉降性能，便于回收利用，在污水處理領域具有廣泛的實際應用價值。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 從能源利用和環(huán)境保護兩方面來考慮，進行利用太陽能的光催化劑開發(fā)和應用。 解決TiO2的固載和表面改性問題，制備出DCQ- TiO2-SBA-15 無機-有機納米復合材料，擴展分子篩的應用范圍，提高TiO2的光催化活性，延展光敏材料的吸收光譜范圍，使其由紫外光區(qū)擴展到可見光范圍，使催化反應能以太陽光作為能源，降低成本，提高光催化效果，并研究其對有機染料靛紅的光脫色降解能力。
科學性、先進性及獨特之處
- 半導體多相光催化作為一項新的污染治理技術, 日益受到重視。中孔分子篩材料可以用作廢水處理體系的催化劑和載體。解決TiO2的固載和表面改性問題，制備出DCQ- TiO2-SBA-15 無機-有機納米復合材料，擴展分子篩的應用范圍，提高TiO2的光催化活性，延展光敏材料的吸收光譜范圍，使其由紫外光區(qū)擴展到可見光范圍，使催化反應能以太陽光作為能源，降低成本，提高光催化效果。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 半導體多相光催化作為一項新的污染治理技術, 日益受到重視。采用二氧化鈦作為一種光催化劑具有化學性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、成本低等優(yōu)勢，中孔分子篩材料可以用作廢水處理體系的催化劑和載體。
學術論文摘要
- 載N、S TiO2分子篩光催化降解亞甲基藍的研究 本文探討了光催化的反應機理，討論了影響TiO2光催化反應活性的因素，據(jù)此為了提高TiO2 的光催化性能，采用溶膠-凝膠法合成了以丙三醇為模板劑，以不同方式摻雜了S、N 的TiO2分子篩。用亞甲基藍溶液模擬污水，用鹵鎢燈模擬陽光，根據(jù)樣品對亞甲基藍溶液的降解率來研究摻雜后的TiO2的可見光光催化活性。結(jié)果表明，不同制備方法得到的改性后的TiO2均表現(xiàn)出可見光光催化活性，其中以N和S同時摻雜所得樣品催化效果最好，180分鐘降解率達到75％。并且改性后的TiO2具有更好的沉降性能，便于回收利用，在污水處理領域具有廣泛的實際應用價值。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [ 1 ] 許鳳秀,馮光建,劉素文等. TiO2降解有機染料廢水的研究進展[J].硅鹽酸通報，2008，27（5）：991-995. [ 2 ] 王曉燕,冀志江,張連松等. 海泡石液相原位負載金紅石型TiO2研究[J]. 硅酸鹽學報, 2006, 34(8) : 9322936. [ 3 ] Yamazaki S, Yoshida A,Abe H. Photocatalytic degradation of chloroform in the gas phase on the poro2TiO2 pellets: Effect of CI accumulated on the catalyst surface[ J ]. J Photochem Photobiol A: Chem , 2005, 169 (2) : 191-196.
同類課題研究水平概述
- 自1972年Fujishima A和Honda K發(fā)現(xiàn)N-型半導體TiO2電極受光照激發(fā)后可發(fā)生水的光電催化分解反應以來，多相光催化技術在近30年來得到了迅速發(fā)展[1-3]。 半導體多相光催化作為一項新的污染治理技術, 日益受到重視。它在廢水處理中的應用潛力, 已有許多文獻報道。其中二氧化鈦作為一種光催化劑由于其化學性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、成本低等優(yōu)勢，越來越受到人們的廣泛重視。但普遍采用的納米二氧化鈦懸浮相光催化劑由于其易失活,易凝聚和難回收等弱點,嚴重限制了這一體系在水處理方面的應用和發(fā)展.中孔分子篩材料的合成成功為解決這一難題帶來了一線曙光,引起國內(nèi)外的普遍關注,有些中孔分子篩材料已被用作非水處理體系的催化劑和載體。 但TiO2由于其禁帶寬度較寬（Eg=3.2eV），只能被太陽光中波長等于或小于387nm的近紫外部分所激發(fā)，太陽能利用率低，能利用的太陽能僅占總太陽光強的大約3%。為了提高對太陽能的利用率, 并積極改善催化效率, 人們已進行了大量的研究工作, 如采取一些表面修飾改性技術[4-12], 設計研制高效能反應器等。對二氧化鈦的改性技術有許多，常見的沉積貴金屬有Pt、Pd、A g、A u 等,其中研究最多的是Pt/TiO2體系,沉積貴金屬可改善光催化劑活性。Asahi 等[6]采用在N2（體積分數(shù)40%）/Ar 混合氣體中用濺射TiO2 的方法制備了TiO2-xNx 薄膜，在可見光（λ≤500 nm）下，TiO2-xNx 對亞甲基蘭和氣態(tài)乙醛的光吸附和光催化活性顯著提高。此后，Irie 等[7]、Gole 等[8]、Diwald 等[9]等采用不同的方法制備了具有可見光活性的TiO2-xNx。Sakthivel等[10]、Zhao 等[11]、Hattrori 等[12]分別制備了TiO2-xCx、TiO2-xBx、TiO2-xFx 可見光催化劑。
